FISICA - GA Pischedda

FISICA
F inalità, obiettivi e indicazioni metodologiche dell’insegnamento della F isica
F inalità specifiche
L’insegnamento della Fisica concorre, attraverso l’acquisizione delle metodologie e
delle conoscenze specifiche della disciplina, alla formazione della personalità dello
studente, favorendo lo sviluppo di una cultura armonica. Tale insegnamento si
propone di favorire e sviluppare:
la comprensione dei procedimenti caratteristici dell’indagine scientifica e la capacità
di utilizzarli;
l’acquisizione di un corpo organico di contenuti e metodi finalizzati ad un’adeguata
interpretazione della natura;
la comprensione delle potenzialità e dei limiti delle conoscenze scientifiche;
l’acquisizione di un linguaggio corretto e sintetico;
la capacità di analizzare situazioni reali e affrontare problemi concreti;
la consapevolezza delle potenzialità, dello sviluppo e dei limiti delle conoscenze
scientifiche;
la capacità di cogliere l’importanza del linguaggio matematico come potente
strumento nella descrizione del mondo e di utilizzarlo adeguatamente.
Obiettivi generali di apprendimento
Gli studenti dovranno essere in grado di
collegare le conoscenze acquisite con le implicazioni della realtà quotidiana;
utilizzare criticamente le informazioni facendo anche uso di documenti originali quali
memorie storiche, articoli scientifici, articoli divulgativi;
riconoscere l’ambito di validità delle leggi scientifiche;
conoscere, scegliere e gestire strumenti matematici adeguati e interpretarne il
significato fisico;
distinguere la realtà fisica dai modelli costruiti per la sua interpretazione;
formulare ipotesi di interpretazione dei fenomeni osservati e dedurre conseguenze;
analizzare fenomeni individuando le variabili che li caratterizzano;
esaminare dati e ricavare informazioni significative da tabelle, grafici e altra
documentazione;
utilizzare il linguaggio specifico della disciplina;
comunicare in modo chiaro e sintetico le conoscenze acquisite e il loro significato.
Obiettivi specifici
Alla fine del biennio lo studente deve dimostrare di essere in grado di:
usare correttamente strumenti di misura e attrezzature e applicare le tecniche di
base;
condurre le operazioni,le rilevazioni e le misure occorrenti;
valutare le incertezze sperimentali;
formulare, in casi semplici, ipotesi di interpretazione di fatti osservati e dedurre
alcune conseguenze;
utilizzare strumenti elettronici per l’elaborazione dei dati;
riferire in modo sintetico la procedura seguita nelle indagini, i risultati raggiunti e il
loro significato usando il linguaggio specifico della disciplina
La fisica ha l’obiettivo di facilitare lo studente nell’esplorazione del mondo
circostante, per osservarne i fenomeni e comprendere il valore della conoscenza del
mondo naturale e di quello delle attività umane come parte integrante della sua
formazione globale. Si tratta di un campo ampio e importante per l’acquisizione di
metodi, concetti, atteggiamenti indispensabili ad interrogarsi, osservare e
comprendere il mondo e a misurarsi con l’idea di molteplicità, problematicità e
trasformabilità del reale. Per questo l’apprendimento centrato sull’esperienza e
l’attività di laboratorio assumono particolare rilievo. L’adozione di strategie
d’indagine, di procedure sperimentali e di linguaggi specifici costituisce la base di
applicazione del metodo scientifico che ha il fine anche di valutare l’impatto sulla
realtà concreta di applicazioni tecnologiche specifiche. L’apprendimento dei saperi e
delle competenze avviene per ipotesi e verifiche sperimentali, raccolta di dati,
valutazione della loro pertinenza ad un dato ambito, formulazione di congetture in
base a essi, costruzione di modelli, favorisce la capacità di analizzare fenomeni
complessi nelle loro componenti fisiche.
CLASSE PRIMA
LE GRANDEZZE E L A LORO MISURA
PREREQUISITI
CONOSCENZE
Comprendere il significato delle potenze e delle percentuali
Conoscere le formule per il calcolo di aree e volumi delle principali figure
geometriche
COMPETENZE
Sapere consultare una semplice tabella, dando interpretazioni corrette
Sapere eseguire calcoli aritmetici, anche di una certa difficoltà
Sapere ricavare formule inverse
Sapere effettuare equivalenze tra differenti unità di misura
OBIETTIVI
CONOSCENZE
Conoscere le proprietà degli stati fondamentali della materia
Cogliere i significati di massa, densità e temperatura
Conoscere la definizione operativa di temperatura e il grado centigrado
Riconoscere l’importanza delle operazioni di misura e delle unità di misura per
effettuare indagini quantitative
Cogliere la necessità dell’esistenza di grandezze ed unità di misura riconosciute
internazionalmente
Conoscere le principali unità di misura del SI impiegate in fisica
Riconoscere l’importanza delle operazioni di misura
Conoscere i principali tipi di misure
Cogliere che ogni tipo di misura comporta errori
Comprendere il significato dei principali tipi di errori
COMPETENZE E CAPACITÀ
Impiegare le grandezze e le unità più adeguate, caso per caso
Eseguire misurazioni dirette e indirette
Riconoscere gli stati della materia e le relative proprietà
Misurare la massa e la temperatura di corpi e materiali
Misurare la densità di corpi e materiali
Eseguire calcoli, diretti e inversi, che ricorrono alla densità
Calcolare errori assoluti e relativi, soprattutto quelli percentuali
Valutare l’incertezza delle misure
Eseguire semplici indagini e documentazioni, sapendole riportare per iscritto in modo
accettabilmente appropriato
Usare un certo numero di conoscenze, insieme a prime competenze, per risolvere
semplici problemi pratici
I MOTI RETTILINEI
OBIETTIVI
CONOSCENZE
Conoscere la definizione di grandezza vettoriale
Riconoscere le principali caratteristiche dei fenomeni periodici e le grandezze
utilizzate per descriverli
Cogliere il significato della grandezza velocità
Comprendere il significato delle unità di misura della velocità
Cogliere il significato della grandezza accelerazione
Comprendere il significato dell’unità di misura m/s 2
Cogliere il significato dei principali tipi di accelerazione
Conoscere la legge oraria
Cogliere il significato di proporzionalità quadratica tra grandezze
COMPETENZE E CAPACITÀ
Sapere costruire e interpretare grafici cartesiani, conoscendo le relazioni di
proporzionalità diretta e inversa
Misurare il tempo e gli intervalli di tempo
Descrivere la posizione e lo spostamento dei corpi, in adeguati sistemi di riferimento
Analizzare e classificare il moto dei corpi, ricorrendo alla grandezza velocità
Tracciare e interpretare i grafici spazio-tempo
Risolvere problemi riguardanti le grandezze presentate nell’Unità
Analizzare e classificare il moto dei corpi ricorrendo alla grandezza accelerazione
Tracciare e interpretare i grafici velocità-tempo
Risolvere problemi riguardanti le grandezze e i moti presentati nell’Unità
Ricorrere alla legge oraria per risolvere sia problemi di ordine generale sia problemi
di sicurezza stradale
FORZE: MISURE ED EFFETTI
OBIETTIVI
CONOSCENZE
Riconoscere le forze che agiscono su un corpo, la loro natura vettoriale, gli effetti che
producono
Comprendere le leggi di azione di massa e di Hooke
Conoscere i significati di peso e di peso specifico, con le relative unità di misura
Apprezzare l’importanza che assume il metodo sperimentale nella misura di forze
Cogliere il significato della legge fondamentale della dinamica
Comprendere il significato di inerzia e della relativa legge
Cogliere il significato di forza di attrito
Riconoscere le principali caratteristiche e proprietà dei vari tipi di attriti
COMPETENZE E CAPACITÀ
Determinare le relazioni proporzionali tra forze e deformazioni da loro provocate su
corpi elastici
Ricorrere agli elementi fondamentali del metodo sperimentale
Classificare i corpi in base alla loro reazione a forze deformanti
Tracciare e interpretare grafici cartesiani riguardanti conseguenze di applicazioni di
forze
Comporre e scomporre, in modo corretto, forze applicate su un corpo
Prevedere il moto di un corpo conoscendo le forze che agiscono su di esso e la legge
fondamentale della dinamica
Valutare l’importanza dei fenomeni di attrito nello studio del movimento
Risolvere problemi riguardanti la legge fondamentale della dinamica e grandezze,
fenomeni e moti presentati nell’Unità
CLASSE SECONDA
TEORIA DELL’AZIONE A DISTANZA:FORZA GRAVITAZIONALE ED ELET TRICA
OBIETTIVI
CONOSCENZE
Cogliere i significati di forza e accelerazione di gravità
Comprendere e descrivere i moti di caduta libera
Cogliere il legame tra la forza di gravità e la teoria della gravitazione universale
Conoscere le leggi che regolano il moto orbitale dei pianeti e dei satelliti, nel Sistema
Solare
Conoscere le forze elettriche e i due tipi di cariche
Descrivere come si sia arrivati alla scoperta delle principali particelle subatomiche
Conoscere il modello atomico di Rutherford
Comprendere la ionizzazione, l’elettrizzazione e l’induzione elettrica
Conoscere i conduttori e gli isolanti elettrici
COMPETENZE E CAPACITÀ
Prevedere il moto di caduta libera di un corpo, in base alle situazioni di partenza e
agli eventuali dispositivi utilizzati
Misurare tempi di caduta libera
Risolvere problemi riguardanti le leggi, le grandezze, i fenomeni e i moti presentati
nell’Unità
Valutare gli effetti della forza di gravità nell’universo
Riconoscere forze elettriche e segni delle cariche
Rendersi conto dei pregi e dei limiti di un modello scientifico, in particolare quello
atomico
Riconoscere i metodi di elettrizzazione per strofinio, contatto e induzione
Distinguere tra materiali isolanti e conduttori
Risolvere problemi riguardanti forze elettriche
L’ENERGIA E LE SUE TRASFORMAZIONI
OBIETTIVI
CONOSCENZE
Cogliere il significato di lavoro
Cogliere il significato delle energie potenziali gravitazionale ed elastica
Cogliere il significato di energia cinetica
Cogliere il significato di potenza
Cogliere il significato di energia meccanica e conoscere le sue principali
trasformazioni
Cogliere in che cosa consiste, e quanto è importante, la conservazione dell’energia
Conoscere i principali fenomeni elettrici, insieme alle grandezze che li interpretano
Conoscere le relazioni tra consumo di combustibili fossili ed effetto serra
Conoscere cos’è la fusione nucleare solare
Conoscere i principali sistemi di sfruttamento dell’energia solare
Completare la conoscenza delle energie rinnovabili con l’energia eolica e quella
geotermica
Comprendere in che cosa consistono la cogenerazione e il teleriscaldamento
Conoscere i principali metodi di risparmio energetico domestico
Cogliere la necessità del ricorso a impianti e ad abitazioni che consentano risparmi
energetici
Cogliere la gravità del problema energetico e la necessità del ricorso a programmi,
personali e collettivi, di risparmio di fonti di energia, soprattutto non rinnovabili
COMPETENZE E CAPACITÀ
Interpretare il lavoro come trasformazione di energia
Individuare forme e trasformazioni dell’energia meccanica
Effettuare misure e calcoli riguardanti le forme di energia presentate nell’Unità
Distinguere tra vari tipi di equilibri
Risolvere problemi riguardanti le grandezze e le forme energetiche presentate
nell’Unità
Sapere ricorrere a formule riguardanti le principali grandezze elettriche
Sapere ricorrere, in modo appropriato, alle unità SI delle principali grandezze
elettriche
Scegliere gli impianti solari più adeguati per rispondere alle esigenze di varie tipologie
di utenze
Scegliere le energie rinnovabili più adeguate alle caratteristiche e alle risorse di un
territorio
Attivare comportamenti personali finalizzati a risparmi energetici domestici
Risolvere problemi riguardanti il costo dell’illuminazione domestica
Alla luce delle conoscenze e competenze acquisite nel corso di fisica, promuovere
iniziative per una diffusione più ampia di soluzioni energetiche sostenibili, locali e
globali.
Compiere documentazioni e ricerche riguardanti nuove tipologie di produzione di
energie rinnovabili, al fine di conoscere strutture di impianti e loro meccanismi di
funzionamento e realistiche prospettive di un loro sviluppo
LICEO SCIENTIFICO TRIENNIO
CLASSE TERZA (secondo le nuove indicazioni ministeriali)
INTEGRAZIONE DEGLI ARGOMENTI SVOLTI NEL BIENNIO
L’ENERGIA E LE SUE TRASFORMAZIONI
OBIETTIVI SPECIFICI DEL MODULO IN TERMINI DI SAPERE E DI SAPER FARE
Cogliere il significato di lavoro.
Cogliere il significato delle energie potenziali gravitazionale ed elastica.
Cogliere il significato di energia cinetica.
Cogliere il significato di potenza.
Cogliere il significato di energia meccanica e conoscere le sue principali
trasformazioni.
Cogliere in che cosa consiste, e quanto è importante, la conservazione dell’energia.
Interpretare il lavoro come trasformazione di energia.
Individuare forme e trasformazioni dell’energia meccanica.
Effettuare misure e calcoli riguardanti le forme di energia presentate nell’Unità.
Distinguere tra vari tipi di equilibri.
Risolvere problemi riguardanti le grandezze e le forme energetiche presentate
nell’Unità.
L A DINAMICA DEI SISTEMI
OBIETTIVI SPECIFICI DEL MODULO IN TERMINI DI SAPERE E SAPER FARE
Determinare il centro di massa di un sistema
Comprendere le differenze tra urti elastici e anelatici
Conoscere e calcolare il momento di inerzia di un corpo
Conoscere il momento angolare
SISTEMI INERZIALI E NON INERZIALI
OBIETTIVI SPECIFICI DEL MODULO IN TERMINI DI SAPERE E SAPER FARE
Conoscere i principi della relatività galileiana
Conoscere le trasformazioni di Galileo e il loro campo di validità
Comprendere il significato delle forze apparenti
Conoscere la forza di Coriolis e i fattori dai quali essa dipende
IL MOTO DEI CORPI CELESTI
OBIETTIVI SPECIFICI DEL MODULO IN TERMINI DI SAPERE E SAPER FARE
Conoscere le caratteristiche del sistema tolemaico e del sistema copernicano
Conoscere e comprendere le leggi di Keplero
Utilizzare la legge di Newton e le leggi di Keplero per risolvere problemi relativi ai
pianeti
I MOTI CURVILINEI
OBIETTIVI SPECIFICI DEL MODULO IN TERMINI DI SAPERE E SAPER FARE
Comprendere come si comporta durante la caduta un corpo dotato di velocità
orizzontale o obliqua
I MOTI OSCILL ATORI
OBIETTIVI SPECIFICI DEL MODULO IN TERMINI DI SAPERE E SAPER FARE
Conoscere le caratteristiche del moto armonico e del moto del pendolo
IL MODELLO CINETICO-MOLECOL ARE
Introduzione storica: dibattito di fine Ottocento sulla realtà degli atomi
Modello cinetico-molecolare: da Brown a Einstein
OBIETTIVI SPECIFICI DEL MODULO IN TERMINI DI SAPERE E DI SAPER FARE
Conoscere la costituzione atomica (modelli di Thomson e Rutherford) e molecolare
della materia e le forze intermolecolari
Collegare i concetti macroscopici della termodinamica con quelli microscopici
Correlare la pressione con lo stato cinetico delle molecole del gas (dimostrazione)
Correlare la temperatura assoluta con lo stato cinetico delle molecole del gas
(dimostrazione)
Conoscere e comprendere il principio di equipartizione dell’energia
Risolvere esercizi e problemi applicando in modo corretto le leggi.
Distinguere il comportamento dei gas ideali da quello dei gas reali e conoscere
l’equazione di Van der Waals
LE LEGGI DELL A TERMODINAMICA
OBIETTIVI SPECIFICI DEL MODULO IN TERMINI DI SAPERE E DI SAPER FARE
Comprendere che il bilancio energetico di una trasformazione termodinamica include
tutte le forme di energia
Comprendere che, pur rispettando la conservazione dell’energia, alcune
trasformazioni sono impossibili.
Conoscere e comprendere i principi della Termodinamica.
Conoscere e comprendere il funzionamento della macchina ideale di Carnot.
Conoscere e comprendere il significato fisico dell’entropia.
CLASSE QUARTA (secondo le nuove indicazioni ministeriali)
ONDE E LORO CARATTERISTICHE
OBIETTIVI SPECIFICI DEL MODULO IN TERMINI DI SAPERE E DI SAPER FARE
Conoscere la classificazione delle onde e gli elementi caratteristici
Conoscere l’equazione matematica di un’onda
Conoscere e comprendere i fenomeni dell’interferenza, delle onde stazionarie, della
rifrazione, della diffrazione e della polarizzazione
Conoscere i caratteri distintivi dei suoni
Conoscere e comprendere il comportamento delle onde sonore
Conoscere, comprendere l’effetto Doppler e saperlo applicare nella risoluzione dei
problemi
CARICHE ELET TRICHE IN QUIETE E LEGGE DI COULOMB
CONOSCENZE E COMPRENSIONE
Acquisire una visione generale delle proprietà e delle caratteristiche della carica
elettrica
Conoscere le modalità di elettrizzazione dei corpi
Saper definire e caratterizzare il campo elettrico prodotto da una carica elettrica
Saper distinguere tra forza elettrica e campo elettrico
Saper formulare le definizioni di lavoro, energia potenziale e potenziale associati ad
un campo elettrico e saperle applicare
Conoscere le azioni esercitate da un campo elettrico su una particella carica
Riconoscere il carattere quantizzato della carica elettrica
Saper definire la capacità elettrica di un conduttore
Saper descrivere come può essere realizzato un condensatore e come può essere
alutata la sua capacità elettrica
Saper descrivere le connessioni in un circuito elettrico di condensatori in serie e in
parallelo e la funzione da essi esercitata
COMPETENZE E CAPACITÀ
Scrivere correttamente e interpretare il risultato di una misura
Utilizzare in modo corretto le unità di misura del Sistema Internazionale nell’ambito
dell’elettromagnetismo
Saper calcolare il campo elettrico dovuto a semplici distribuzioni di carica
Saper risolvere problemi in cui si correlano campi elettrici, forze elettriche e cariche
Saper rappresentare semplici campi elettrici mediante vettori o mediante linee di
forza
Saper risolvere problemi relativi a differenze di potenziale in un campo elettrico
Saper valutare in modo qualitativo il campo elettrico in prossimità di conduttori delle
diverse forme
Saper risolvere problemi relativi a capacità, carica e differenza di potenziale di un
condensatore
CAPACITÀ ELETTRICA
CONOSCENZE E COMPRENSIONE
Saper definire la capacità elettrica di un conduttore
Conoscere la struttura dei condensatori e saperne definire la capacità
COMPETENZE E CAPACITÀ
Saper risolvere problemi relativi a capacità, carica e differenza di potenziale di un
condensatore
L A CORRENTE ELETTRICA
CONOSCENZE E COMPRENSIONE
Sapere che cosa si intende per corrente elettrica e saper definire l’intensità di
corrente
Saper definire le principali grandezze elettriche relative alla conduzione elettrica
Conoscere le condizioni in cui può fluire una corrente e le funzioni di un generatore e
di un circuito
Conoscere il significato della resistenza elettrica e le leggi di Ohm
Saper definire la resistività di un conduttore metallico e la dipendenza di essa dallo
stato del metallo e dalla temperatura
COMPETENZE E CAPACITÀ
Saper disegnare semplici circuiti elettrici e risolvere problemi relativi a differenze di
potenziale, intensità di corrente e resistenza
CIRCUITI ELETTRICI IN CORRENTE CONTINUA
CONOSCENZE E COMPRENSIONE
Saper valutare le resistenze equivalenti nei collegamenti in serie e in parallelo nei
circuiti elettrici
Conoscere gli effetti termici prodotti dalla corrente elettrica nei metalli e loro
conseguenze
COMPETENZE E CAPACITÀ
Saper calcolare intensità di corrente, caduta di potenziale e resistenze equivalenti
relative a circuiti con utilizzatori collegati in serie e/o in parallelo
Sapere come collegare voltmetri e amperometri in un circuito
L A CONDUZIONE NEI LIQUIDI E NEI GAS
CONOSCENZE E COMPRENSIONE
Sapere quali sono i liquidi buoni conduttori
Sapere che cos’è la dissociazione elettrolitica
Sapere che cos’è l’elettrolisi e quali sono le leggi che la regolano
Sapere che cos’è una pila
Sapere quali sono le condizioni affinché un gas a pressione normale sia conduttore
Sapere che cosa sono l’effetto termoelettronico e l’effetto fotoelettrico
Sapere che cos’è un diodo e quali sono le sue funzioni
IL CAMPO MAGNETICO
CONOSCENZE E COMPRENSIONE
Saper descrivere le proprietà dei magneti permanenti e temporanei
Saper descrivere i campi magnetici presenti tra poli dello stesso segno e di segno
opposto
Conoscere le caratteristiche dei campi magnetici generati da un filo, da una spira e da
un solenoide percorsi da corrente
Saper formulare una spiegazione in termini microscopici delle proprietà dei materiali
diamagnetici, paramagnetici e ferromagnetici
Sapere che cos’è il fenomeno dell’istèresi magnetica
COMPETENZE E CAPACITÀ
Sapersi servire delle linee di forza per rappresentare un campo magnetico
Saper determinare intensità, direzione e verso del campo magnetico generato da un
filo, da una spira e da un solenoide percorsi da corrente
Saper determinare in casi semplici intensità, direzione e verso delle forze che
agiscono tra campi magnetici e correnti
Saper risolvere problemi relativi alla forza che agisce su una particella carica in moto
in un campo magnetico
INTERAZIONI TRA MAGNETI E CORRENTI
CONOSCENZE E COMPRENSIONE
Conoscere le forze che un campo magnetico esercita su una corrente e quelle che
agiscono tra due correnti
Conoscere il teorema della circuitazione di Ampère e comprenderne l’importanza.
Conoscere il teorema di Gauss per il campo magnetico e comprendere l’importanza
Evidenziare analogie e differenze tra campo elettrico e campo magnetico
COMPETENZE E CAPACITÀ
Saper risolvere problemi relativi alla determinazione del campo magnetico di alcune
distribuzioni
Saper risolvere problemi relativi alle leggi di Ampère, di Biot e Savart
MOTO DI CARICHE ELETTRIHE IN CAMPO MAGNETICO
CONOSCENZE E COMPRENSIONE
Comprendere come agisce la forza di Lorentz
Moto di cariche nel campo elettrico uniforme
Forza di Lorentz
Moto di una carica elettrica in un campo magnetico
CLASSI QUINTE
INDUZIONE ELETTROMAGNETICA
CONOSCENZE
 La corrente indotta e l’induzione elettromagnetica.
 La legge di Faraday-Neumann.
 La forza elettromotrice indotta media e istantanea.
 La legge di Lenz sul verso della corrente indotta.
 Le correnti di Foucault.
 L’autoinduzione e la mutua induzione.
 I circuiti RL.
 L’energia immagazzinata in un campo magnetico.
 L’alternatore.
 La corrente alternata.
 Valori efficaci delle grandezze alternate.
 La corrente trifase.
COMPETENZE E CAPACITÀ
 Spiegare come avviene la produzione di corrente indotta.
 Ricavare la formula della legge di Faraday-Neumann analizzando il moto di una
sbarretta in un campo magnetico.
 Interpretare la legge di Lenz come conseguenza del principio di conservazione
dell’energia.
 Descrivere i fenomeni di autoinduzione e di mutua induzione.
 Calcolare l’energia immagazzinata in un campo magnetico.
 Descrivere il funzionamento dell’alternatore e il meccanismo di produzione della
corrente alternata.
 Comprendere il significato delle grandezze elettriche efficaci.
 Analizzare un circuito RLC in corrente alternata.
EQUAZIONI DI MAXWELL
CONOSCENZE
 Campi elettrici indotti.
 La circuitazione del campo elettrico indotto.
 La corrente di spostamento.
 Le equazioni di Maxwell e il campo elettromagnetico.
 Le onde elettromagnetiche: produzione, propagazione e ricezione.
 L’energia trasportata da un’onda.
 La polarizzazione della luce e la legge di Malus.
 Lo spettro elettromagnetico.
COMPETENZE E CAPACITÀ
 Comprendere la relazione tra campo elettrico indotto e campo magnetico variabile.
 Cogliere il significato delle equazioni di Maxwell.
 Distinguere le varie parti dello spettro elettromagnetico e individuare le
caratteristiche comuni alle diverse onde elettromagnetiche.
 Descrivere il modo in cui un’onda elettromagnetica è prodotta, si propaga ed è
ricevuta.
 Comprendere il significato di polarizzazione di un’onda e illustrare l’utilizzo dei filtri
polarizzatori.
 Descrivere le proprietà delle onde appartenenti alle varie bande dello spettro
elettromagnetico.
 Illustrare alcuni utilizzi delle onde elettromagnetiche.
DALLA FISICA CLASSICA ALLA FISICA MODERNA
CONOSCENZE
 Il modello atomico di Thomson.
 Gli esperimenti di Rutherford.
 Le caratteristiche del modello atomico planetario di Rutherford.
 L’esperimento di Millikan e la quantizzazione della carica elettrica.
 Analizzare le caratteristiche degli spettri di emissione e di assorbimento e
riconoscerli come strumenti di indagine
COMPETENZE E CAPACITÀ
 Descrivere il procedimento dell’esperimento di Rutherford.
 Individuare i limiti del modello atomico di Thomson nell’interpretazione degli
esperimenti di deflessione delle particelle alfa.
 Descrivere la struttura atomica secondo il modello di Rutherford.
 Illustrare il procedimento dell’esperimento di Millikan e comprendere il significato
di quantizzazione della carica.
RELATIVITÀ
CONOSCENZE
 L’invarianza della velocità della luce.
 Gli assiomi della teoria della relatività ristretta.
 Il concetto di simultaneità e la sua relatività.
 La sincronizzazione degli orologi e la dilatazione dei tempi.
 La contrazione delle lunghezze.
 Le trasformazioni di Lorentz a confronto con quelle di Galileo.
 La composizione relativistica delle velocità.
 L’equivalenza tra massa ed energia.
 Energia, massa, quantità di moto nella dinamica relativistica.
 L’effetto Doppler relativistico.
COMPETENZE E CAPACITÀ
 Saper utilizzare le formule per calcolare la dilatazione dei tempi o la contrazione
delle lunghezze.
 Applicare le equazioni delle trasformazioni di Lorentz nell’analisi di eventi
relativistici.
 Applicare la formula per la composizione delle velocità in eventi relativistici.
 Utilizzare la relazione di equivalenza relativistica tra massa ed energia per
determinare energie o variazioni di massa.
 Comprendere i fenomeni del redshift e del blushift e utilizzare la formula per
l’effetto Doppler della luce.
NUCLEI E PARTICELLE
CONOSCENZE
 La struttura e le dimensioni dell’atomo e del nucleo secondo gli esperimenti di
Rutherford e Chadwick.
 Numero atomico e numero di massa.
 Gli isotopi.
 Forze nucleari, difetto di massa ed energia di legame.
 La radioattività e il decadimento alfa e beta.
 Le famiglie radioattive.
 La legge del decadimento radioattivo.
 L’interazione debole.
 Applicazioni nella medicina nucleare.
 La fissione nucleare.
 Il funzionamento delle centrali nucleari.
 La fusione nucleare.
COMPETENZE E CAPACITÀ
 Distinguere i diversi componenti del nucleo atomico.
 Spiegare la differenza tra numero di massa e numero atomico.
 Comprendere il significato di difetto di massa e il ruolo dell’energia di legame nelle
reazioni nucleari.
 Applicare la legge del decadimento radioattivo nei procedimenti di datazione.
 Distinguere i diversi tipi di decadimento e le loro caratteristiche.
 Descrivere le applicazioni dei radioisotopi nella medicina nucleare.
 Spiegare il meccanismo della fissione nucleare e la sua applicazione nelle centrali
nucleari.